变电站雷电防护与雷击事故分析

变电站雷电防护与雷击事故分析

雷击事故对于变电站的影响是非常大的，雷击属于常见的自然灾害，雷电形式是多种多样的，包括球状、片状与线状三种类型，雷击电流幅值得持续时间并不长，仅仅只有十几最多一百毫秒，虽然时间不长，往往会产生巨大的破坏。线状雷电是致使变电站产生雷击事故的主要因素，文章主要分析雷击对于变电站运行的不良影响，并提出相应的解决对策。

标签：变电站；雷电防护；雷击事故

大气中发生云块后，云块中流动雾状水颗粒会产生静电，形成带电云层，云层与云层之间由于摩擦问题会出现静电，如果其中距离和电位差超过相应数值，就会出现放电问题，这就是我们经常谈及的雷电，雷电形式是多种多样的，包括球状、片状与线状三种类型，雷电电流幅值是非常大的，其电流幅值往往会达到几十到几百Ka，但是电流幅值得持续时间并不长，仅仅只有十几最多一百毫秒，虽然时间不长，往往会产生巨大的破坏。数据统计显示，线状雷电是致使变电站产生雷击事故的主要因素，在各种因素的影响下，我国变电站防护措施并不健全，如果发生雷击，往往会产生无法估量的后果。

1 雷击效应与危害分析

在出现雷击后，雷电电流会在短时间进入大地之中，而变电站中的输电线路、导体、变配电设备、金属管线是难以在短时间疏散电流的，积累的电荷量往往会高达数百千伏。在第一次放电之后，雷电还会出现多次放电，沿第一次放电通道进入变电站，之所以会产生该种问题，就是由于大气云块的放电方式属于阶跃式放电法，先驱放电早于主放电，因此，雷击电流幅值会产生出高陡度增大的变现，并产生闪电雷电流脉冲，这会对附近的金属导体带来致命性影响。

在雷电电流的持续性破坏下，导体热稳定性会受到极大的影响，同时也会影响导体的机械强度，电磁感应过电压以及静电感应过电压会致使输电设备出现绝缘闪络的问题，严重影响着电气设备的正常功能，这是致使变电站运行产生二次事故的主要诱因。除此之外，瞬变脉冲电磁场也会严重影响变电站的通讯系统和电子系统，引起电力调度通信中断问题与微机保护误动问题。

2 变电站雷电防护措施分析

2.1 设置架空地线

设置架空地线是避免变电站受到雷击的主要应对效果，相关法规规定，对于超过35kV的架空输电线，必须要设置好架空地线，避免出现雷击问题。

2.2 设置好避雷器

在变电站中安装避雷器能够吸收雷击后出现的电磁感应过电压以及静电感应过电压，可以有效降低雷击二次事故发生率。

2.3 安装避雷针

避雷针也是降低雷击事故发生率的重点手段，在变电站中设置避雷针能够避免直接雷击对变电站的运行产生不良影响。在安装避雷针之前，需要详细调查变电站的地形地貌、占地面积、周围建筑物分布情况以及建筑物的高度。在收集到这些资料之后，即可以此为基础来计算避雷针安装位置和安装数量。一般情况下，对于户外变电站，多将避雷针设置在铁塔上，长度以1～2m为宜，直径必须要大于20mm。

避雷针的原理很早以前就得到证明，而且通过了长期的运行实践考验。当避雷针上空大气中出现带电云块时，大气中出现的带电云块感应的电荷自大地向避雷针积累，避雷针可以形成尖端放电。

目前，市场中避雷针的规格是很多的，截止到目前为止，尚未有直接证据证明新型避雷针防雷效果优于常规模式的避雷针，因此，在防雷设计工作中应该再三注意，使用常规避雷针即可满足避雷需求。

3 变电站雷电防护接地措施分析

设置雷电防护接地措施能够有效避免雷击事故的发生，该种措施即应用技术手段将雷击后产生的电流直接引入到大地中，判断合格接地的原则是非常严格的，只有在出现直接雷击，能够避免由于电磁感应与静电感应过电压引起的危害，才能够投入使用。国际上对于接地电阻设计值也有着明确的规定，其电阻值是不能够超过10Ω的，接地电阻值与雷击事故的阻止率是正比关系，电阻值越小，那么危害也就越小。

举例来说，在雷电电流幅值与接地电阻分别在60Ω与30Ω的条件下，对地电压为1800kV，在接地电阻值为10Ω的条件下，对低电压为600kV，前者跨步电压远远高于后者。为了避免雷击事故对变电站产生毁灭性影响，必须要制定出科学合理的接地措施，避免由于不设计问题影响防护效果。

数据调查结果显示，为了降低雷电事故发生率，可以采用等电位连接与联合接地的防护方式，前者即将变电站中金属导电物体相连，直接将其引入到接地体，后者即对于变电站使用同一的接地体，具体的接地电阻根据系统要求进行设计。一般情况下，变电站接地电阻以4Ω为宜，达到这一要求才能够有效降低雷击事故。

就现阶段来看，我国的变电站形式多采用同一个接地体，不再采用单独接地方式，看起来这种方式并不合理，实际上并非如此。举例来说，如果雷电电流幅值是50千安，在应用联合接地模式之后，接地电阻达到了4Ω，对地电压是200kV，在遇到该种问题时，可以采用等电位联结法，在采用该种方式之后，变电站中非带电金属导电物体对地电位会升高到200kV，此时，电源中性点会处在一个接地体之中，对地电位也会高达200kV，其电位差也是一样的，并不会由于这种设计方式出现新电位差，这样就不会出现电磁感应过电压与静电感应过电压。

综合以上分析得出，应用一个接地体，也能够平衡电压，避免出现新电位差，这即可有效避免电磁感应过电压与静电感应过电压，降低雷击事故发生率。

4 结束语

总而言之，雷击事故对于变电站的影响是非常大的，雷击属于常见的自然灾害，虽然无法避免雷击的产生，但是可以采用相应的对策减小雷击事故对于变电站的不良影响，这可以采用安装避雷针、避雷器以及架空电线的方式。此外，在日常管理工作中，还要做好维护，遵循“早发现、早处理”的原则，减少事故发生率。

参考文献

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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/e9fae381ca50ad02de80d4d8d15abe23492f0376.html